Рис. 12. Деформации осадочных пород. Деформации: а - в мелком масштабе при поддвигании литосферных плит (черным - магматические породы); б - в крупном масштабе
Остановимся теперь на геологической истории Земли. Интересно, что чем более детально изучаются Земля и Луна, тем более очевидным становится их древний возраст: в конце XIX века его оценивали в 20-80 млн. лет, в начале XX столетия - в 100-200 млн. лет, теперь же считают, что он составляет не менее 5 млрд. лет. Возраст Луны считали равным 1,4 млрд. лет, теперь же на ее поверхности встречены почти такие же древние (4,6-4,8 млрд. лет) породы, как и на Земле.
Ранее считалось, что жизнь на Земле зародилась 570-600 млн. лет назад, но теперь установлено, что это событие произошло гораздо раньше. В развитии Земли выделяют несколько этапов: догеологический, раннегеологический, катархейский, архейский, протерозойский и фанерозойский (рис. 13). В догеологический (5,5 млрд. лет назад) этап из газопылевого облака, разогревшегося до температуры 1600-1700 °С, образовалась планета, состоявшая из преимущественно железного ядра и силикатной мантии. В последующий, раннегеологический, этап, продолжавшийся, вероятно, в течение 1-1,5 млрд. лет, происходили интенсивные извержения многочисленных вулканов и трещинные излияния магмы, при застывании которой образовались огромные горы и целые хребты. В результате над мантией стала формироваться базальтовая оболочка, представляющая собой прообраз коры океанического типа. Газовая оболочка, состоящая преимущественно из углекислоты и паров воды, закрывала поверхность планеты, создавая так называемый "парниковый эффект", аналогичный существующему в настоящее время на Венере, и температура на поверхности Земли могла достигать нескольких сотен градусов.
Рис. 13. Этапы в истории Земли и развитие органического мира, начиная с архейской эры. Цифрами показано время (возраст в миллионах лет), прошедшее с начала эры или периода; ширина полосы примерно соответствует продолжительности временного подразделения, за исключением катархейской и архейской эр и четвертичного периода
Примерно такими же были условия и в последующий, катархейский, период развития Земли, продолжавшийся, вероятно, 0,5 млрд. лет (4,0-3,5 млрд. лет назад), когда постепенно увеличивалась мощность земной коры и, вероятно, происходила ее дифференциация на более мощные и стабильные и менее мощные и подвижные участки.
Кардинально изменились условия развития Земли в архейский этап, продолжавшийся в течение 3 млрд. лет: как только температура на поверхности Земли стала меньше 100 °С, вся вода, находившаяся в атмосфере в парообразном состоянии, выпала на поверхность, заполнив крупные депрессии в рельефе и образовав моря и океаны. С этого момента Земля стала принципиально отличаться от всех планет Солнечной системы и вообще от всех известных в настоящее время небесных тел.
Появление водной оболочки - гидросферы - существенным образом изменило условия развития планеты: на ее поверхности появился агент - вода, который во много раз ускорил процессы нивелирования рельефа. Отныне реки и ручьи с невиданными доселе скоростями начали размывать повышенные участки и сносить продукты размыва в моря, океаны и озера. На Земле появились новые породы - водноосадочные, которых нет ни на одной планете. В архейский этап существовали континенты и острова, разделенные морями и океанами, происходили частые и интенсивные подвижки литосферных плит, интенсивно и широко развивались магматические процессы. В результате этого как осадочные, так и магматические архейские породы повсе местно к концу этапа подверглись воздействию высоких температур и давлений и преобразовались в мета морфические: гнейсы, кристаллические сланцы, граниты, мраморы и др.
Весьма важным в истории развития Земли событием, которое произошло в начале архейской эры (3,5 млрд. лет назад) и оказало исключительное влияние на всю дальнейшую геологическую историю Земли было появление в водных бассейнах простейших организмов. Мы не будем останавливаться здесь ни на причинах их возникновения, ни на том, как они произошли: этому посвящена специальная литература. Первые микроорганизмы, очевидно, были анаэробными (существовали в условиях отсутствия свободного кислорода), гетеротрофными, и их жизнедеятельность в основном происходила за счет расщепления соединений согласно реакции (СН2O)n→С2Н5OН + СO2. Затем в организмах в виде пигмента появился хлорофилл, благодаря которому еще в анаэробной среде начали существовать фотоавтотрофные бактерии. Их деятельность была связана с анаэробным фотосинтезом CO2 + H2S→(CH2O)n+S. Затем, вероятно около 3300 млн. лет назад, появились бактерии, которые использовали углекислоту и воду, выделяя в качестве продуктов жизнедеятельности свободный кислород: СO2 + Н2O→(СН2O)n + Н2O + O2.